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杂草稻（weedy rice,Oryza sativa L.f.spontanea）和栽培水稻同属于稻属和稻种,但是前者对后者的危害越来越大,已经成为全球稻田三大恶性杂草之一。杂草稻成为稻田杂草的一个非常关键的原因是其早熟的特性,能够确保其在收获前早落或早枯,逃脱人工收获而进入土壤种子库,实现其在农田中持续危害。但杂草稻早熟的时间进程及其形成的机制尚不十分明了。本文以扬州、泰州、茂名和丹东地区的杂草稻和伴生栽培稻为试验材料,同质园下研究了不同日照和播期条件下杂草稻与栽培稻生殖生长各时期以及植株特性的差异,比较了灌浆阶段各时期的长短,测定了杂草稻和栽培稻的灌浆速率、籽粒发育过程中乙烯释放速率、ABA（abscisic acid）含量、蔗糖-淀粉合成相关酶活以及基因表达量的变化。检测了杂草稻和栽培稻乙烯通路上关键转录因子OsEIL1、OsEIL3、OsERF3启动子区和编码区的甲基化水平,综合分析了这些指标与粒重、活跃灌浆期、灌浆截止时间、乳熟期、蜡熟期、黄熟期的相关性。目的是为了揭示杂草稻籽粒提前终止灌浆而早熟的生理及分子机制,为更好地防除杂草稻提供理论依据。研究主要结果如下:1.杂草稻与栽培稻生殖生长期及农艺性状对光照长度响应的研究自然长日照条件下各地区杂草稻开花时间分别短于伴生栽培稻2-30天;短日照条件下杂草稻开花出现分化,表现为泰州杂草稻开花时间显著晚于泰州栽培稻。与短日照相比,自然长日照延长了各种群的开花时间。无论短日照还是自然长日照杂草稻生育期均显著小于伴生栽培稻。与短日照条件下相比,自然长日照延长了各种群的生育期。杂草稻的感光性显著大于伴生的粳型栽培稻,而显著小于伴生的籼型栽培稻,但基本营养生长性则相反。无论短日照还是长日照条件下,杂草稻灌浆期均显著短于伴生的栽培稻。与短日照相比,自然长日照有利于各种群生长发育。2.时段化揭示杂草稻早熟逃避收获的生存策略正常播期下各地区杂草稻生育期天数短于伴生的栽培稻10-38天;推迟播期条件下各地区杂草稻生育期天数短于伴生的栽培稻8-37天。正常播期下,除了 YZWR和YZCR几乎同时开花外,其余地区杂草稻开花早于伴生的栽培稻3-26天。而随着播期的推迟,杂草稻开花时间出现分化,主要表现在江苏地区杂草稻开花时间晚于栽培稻。正常播期下各地区杂草稻灌浆期天数分别短于伴生栽培稻10-30天,推迟播期下则分别短4-36天。相同播期条件下,杂草稻的千粒重（g）和结实率（%）显著小于栽培稻,而落粒性（%）与之相反。与推迟播期相比,正常播期下杂草稻的株高、结实率、单株产量显著较大。总之,无论正常或推迟播期,杂草稻生育期天数和灌浆期均显著短于伴生的栽培稻。3.乙烯和ABA介导的杂草稻籽粒快速灌浆导致早熟的生理机制。杂草稻和栽培稻籽粒随花后天数的增加而不断发育,均首先进入乳熟期。杂草稻花后9-10天籽粒充实趋于稳定而后进入蜡熟期且果皮色由绿色向褐色转变,而栽培稻则花后15-18d趋于稳定进入蜡熟期,之后果皮色由绿色转变为透明色,杂草稻籽粒完成灌浆比栽培稻早6-8天。各地区杂草稻最大灌浆速率比伴生的栽培稻高11.6%-39%,各地区杂草稻灌浆终止时间比伴生的栽培稻短5-13d。各地区杂草稻与栽培稻在花后不同天数蔗糖合成酶变化均呈单一峰形曲线即先上升后下降的趋势,与灌浆速率变化趋势一致,在灌浆前期酶活性相对较低,在灌浆中期到达最高点,然后迅速下降。SuS2和SuS4基因表达量变化与蔗糖合成酶活性和灌浆速率的变化趋势相同,在灌浆前期（花后3,5,10天）杂草稻SuS2和SuS4基因表达量大于栽培稻。在淀粉合成过程中,关键的酶活性（AGPase,SSS,GBSS,SBE）变化与灌浆速率和蔗糖合成酶变化相似,在灌浆前期酶活性相对较低,在乳熟期（灌浆中期）到达最高点,进入蜡熟期后迅速下降,且杂草稻酶活性比栽培稻提前到达最高点。杂草稻和栽培稻的这些基因AGPL2,AGPS1,AGPS2b,SSSⅡa,SSSⅡc,GBSSI,SBEI 是淀粉合成相关的关键基因,其表达量的变化与酶活性和灌浆速率的变化相一致,这些基因的表达量灌浆初期很低,灌浆中期到达最大值,然后逐渐下降,且杂草稻较栽培稻提前到达最高点。乳熟期（灌浆前期）杂草稻ABA含量显著大于栽培稻且比栽培稻提前到达最高点,在花后15天（蜡熟期）以后杂草稻ABA含量急剧下降显著低于栽培稻。负责ABA合成的关键基因NCED1和NCED5表达量的变化趋势与ABA相似,其表达量变化均是先上升后下降。无论杂草稻还是栽培稻,乙烯释放速率均呈下降趋势。在灌浆前期（花后3,5,10天）杂草稻乙烯释放速率、ACC含量、ACC合成酶、ACC氧化酶活性、OsACO3和OsA CS1基因表达量显著大于栽培稻。ABA与灌浆速率显著正相关,乙烯代谢相关指标与灌浆各时期长短呈显著负相关。外源喷施乙烯利显著降低了蔗糖-淀粉合成相关酶活性及其基因的表达水平,并使灌浆期缩短。4.OsEIL1甲基化调控乙烯水平致杂草稻早熟机制的研究。各地区杂草稻的OsEIL1基因表达量显著高于伴生的栽培稻26%-89%;杂草稻OsEIL1基因编码区甲基化位点数显著高于伴生的栽培稻4-7个;各地区杂草稻OsERF3基因表达量是伴生的栽培稻的1.4-2.1倍;各地区杂草稻的OsEBP-89基因表达量是伴生的栽培稻1.7-3.3倍。各地区OsEIL1基因表达量与编码区甲基化位点呈极显著正相关;OsEIL3、OsERF3基因表达量与甲基化位点没有相关性;各地区籽粒灌浆相关各时期（粒重、活跃灌浆期、灌浆截止时间、乳熟期、蜡熟期、黄熟期）与乙烯信号转导通路关键转录因子基因表达量和OsEIL1编码区甲基化位点呈显著或者极显著负相关;乙烯释放速率与乙烯信号转导通路关键转录因子基因表达量和OsEIL1编码区甲基化位点呈显著或者极显著正相关。